Membuat CDI One Spark dengan NE555 (revised)

Membuat Sendiri Rangkaian CDI One Spark dengan NE555 yang Murah

Rangkaian CDI One Spark dengan NE555


Tadinya saya ingin membuat CDI Multi Spark dari Silicon Chip. Hanya saja setelah mencari komponen di tempat saya, saya tidak bisa menemukan IC sebagai jantung rangkaian. Saya kemudian mulai mencari di Internet, dan ternyata harganya  cukup mahal. Dari situs pembuat IC-nya saja harganya kurang lebih 2,5 dollar jika beli kurang dari 10, belum ditambah ongkos kirim ke Indonesia, totalnya menjadi sangat mahal.

Karena hal tersebut, saya mencoba membuat rangkaian CDI yang lebih mudah dibuat, artinya menggunakan komponen yang terdapat di tempat saya. Dasarnya, adalah rangkaian CDI Multi Spark yang sudah dimodifikasi menjadi lebih sederhana. Rangkaian ini saya buat karena kebetulan CDI motor saya rusak, Honda Supra Fit keluaran tahun 1993 yang sudah dimodifikasi juga :) saya ganti CDI-nya dengan CDI DC Shogun, karena CDI asli sepertinya tidak kuat membakar pengapian yang sudah dipapas blok silindernya. Gejalanya motor mbrebet di rpm rendah, tapi setelah diganti CDI shogun, masalah teratasi.

Sayangnya setelah beberapa bulan, CDI Shogun yang saya beli Rp 70.000 (2nd) ini mati, akhirnya dengan terpaksa saya mengotak-atik otak saya dan membuat rangkaian ini. Hasilnya cukup lumayan, dibanding CDI bawaan Supra Fit, CDI buatan ini bisa menyuplai rpm rendah dengan baik alias tidak mbrebet sama sekali, dan juga motor menjadi lebih mudah dihidupkan saat dingin. Saat masih menggunakan CDI shogun, jika mesin dingin, misalnya pagi-pagi susah dihidupkan dan sering kebanjiran. Maklum, motor sudah gak std. Untuk rpm atas, selama ini tidak ada masalah, bahkan CDI ini tidak ada limiternya, jadi rpm akan lebih tinggi dari CDI original. Saya sendiri belum sempat mencoba top speed.

CDI shogun yang saya beli, kata yang jual sih gak pakai limiter, bahkan hal ini sudah menjadi rumor dunia pemodifikasi di tempat saya. Tetapi setelah saya bongkar ternyata hal itu tidak benar. Rangkaian CDI merk KGD ini ternyata menggunakan IC yang sama dengan buatan KGD lainnya, termasuk CDI original supra saya, bahkan sama juga dengan CDI grand lama merk "shindengen" yang terkenal yahud itu, yang terdapat rangkaian limiter didalamnya.

Blok Diagram



Rangkaian Trigger Conditioning

Berikut adalah skema rangkaian yang saya buat.



Saya membuat beberapa versi rangkaian ini, ada versi satu bunga api (one spark), tipe multi spark, tipe SCR dan tipe FET. Untuk kali ini akan saya bahas yang versi pertama saja, karena itu yang saya pakai di motor saya sekarang ini.

Rangkaian diatas adalah rangkaian trigger conditioning, artinya rangkaian yang akan mengkondisikan sinyal trigger dari reluktor atau platina sehingga siap digunakan untuk diumpankan ke rangkaian Switch (SCR/Transistor). Rangkaian ini akan membangkitkan pulsa kotak dengan periode 0,5 ms yang akan digunakan untuk menghidupkan SCR atau Transistor.

Mengapa harus pulsa segi-empat?

Mengapa harus pulsa segi-empat atau kotak dan mengapa harus 0,5 ms? Sinyal dari reluktor atau pulser bukanlah berupa sinyal segi-empat. Sinyal ini mendekati sinyal sinus dicampur dengan sinyal segitiga. Jadi berbentuk kurang lebih seperti segitiga lancip. Sinyal ini memiliki durasi yang sangat sempit, sekitar ratusan mikro detik. Sebuah SCR ataupun Transistor masih dapat menangani sinyal tersebut, namun seiring bertambahnya rpm maka lebar pulsa akan semakin sempit, hal ini akan mengakibatkan berkurangnya kinerja pembakaran pada rpm tinggi, belum lagi dengan penurunan yang disebabkan induktor akibat frekuensi bertambah.

Untuk itu digunakan sinyal segi-empat dengan durasi tertentu, sehingga proses pembakaran akan stabil untuk setiap frekuensi. Namun, bagaimanapun juga karena koil pengapian adalah sebuah induktor, semakin tinggi frekuensi maka kinerjanya akan semakin menurun. Artinya semakin tinggi rpm, tegangan yang dihasilkan koil akan semakin menurun. Hal ini bisa diatasi dengan menaikkan tegangan pengisian kapasitor, tetapi akibatnya akan dapat merusak koil pengapian, karena itu koil pengapian juga harus disesuaikan.

Periode 0,5 ms bukanlah harga mutlak, kita bisa menyesuaikannya sesuai kebutuhan. Semakin kecil periode, maka akan semakin tinggi rpm yang dihasilkan, tapi akan semakin susah melakukan pembakaran. Artinya, motor akan susah dihidupkan karena susah membakar campuran miskin, akibatnya motor tidak bagus pada rpm rendah, tapi bagus pada rpm tinggi terutama jika mesin sudah panas. Hal ini juga akan mngakibatkan boros bensin.

Sebaliknya, semakin besar periode, semakin lama waktu pembakaran, sehingga semakin besar hasil pembakaran. Hal ini akan menyebabkan notor mudah membakar campuran miskin, motor mudah dihidupkan dan irit bensin. Kelemahannya, rpm yang dicapai tidak setinggi jika menggunakan periode kecil, bahkan jika periode terlalu besar, akan menyebabkan waktu pengapian terlambat pada saat rpm tinggi. Periode panjang diaplikasikan pada mobil-mobil keluaran baru agar bisa membakar bensin campuran miskin, sehingga irit bensin. Mobil menggunakan periode kurang lebih 2 ms, dan tidak mengalami masalah karena rpm mobil rata-rata lebih rendah dari motor.

Jika ingin mengubah periode CDI ini, tinggal merubah harga Kapasitor 4,7nF atau Resistor 180K yang terhubung dengannya. Besar Periode bisa dihitung dengan rumus:

T= 0,69 (R x C) detik


Rangkaian input Filter

Input rangkaian ini saya ambil dari kaki input IC CDI original, sedangkan outputnya saya hubungkan dengan gate dari SCR. Hal ini saya lakukan untuk menghemat biaya, jadi saya hanya mengganti bagian yang rusak yaitu IC BA4213, jantung CDI original dengan rangkaian diatas. Input dari rangkaian ini adalah rangkaian filter yang akan menyaring sinyal yang tidak diinginkan. Berikut ini skema rangkaian filter:


Rangkaian Switch

Dan berikut adalah skema rangkaian Switch menggunakan SCR:




Rangkaian Switch bertujuan untuk membuang muatan dari kapasitor tegangan tinggi 1uF 400V. Tegangan dari spul diumpankan ke kapasitor, yang kemudian dihubungsingkat oleh SCR, kapasitor yang dihubungsingkat akan menghasilkan lonjakan tegangan yang kemudian dinaikkan oleh koil pengapian kurang lebih 100 kali. Tegangan tinggi dari koil kemudian memercikkan bunga api pada busi.

SCR yang digunakan harus dapat mengatasi tegangan tinggi minimal 400V, arus minimal 10A. SCR 3P4MH adalah SCR bawaan CDI, jika sulit mencarinya bisa diganti dengan SCR lain yang memiliki karakteristik sama, misalnya BT151 atau TIC106. Resistor 20K dan Kapasitor 15nF digunakan untuk menstabilkan sinyal input, sedangkan Dioda 1n4008 digunakan sebagai pengaman tegangan balik bagi SCR, dan juga akan memperbesar tegangan keluaran kapasitor 1uF.
Sisi Positif

Rangkaian ini cukup mudah dibuat, dan cukup murah. Harga IC NE555 di tempat saya hanya Rp 3.000. Selain itu rangkaian ini "customizable". Anda bisa mengganti R180k dengan trimmer sehingga CDI anda bisa mengatur karakter CDI sesuai keinginan. Misalnya jika anda pengen ngebut tinggal memperkecil harga variabel resistor (trimmer), jika anda pengen irit bensin tinggal memperbesar harga trimmer. CDI dengan pengatur seperti ini, biasanya dijual dengan harga 500 ribuan keatas. Rangkaiannya pun mudah dibuat, saya hanya menggunakan PCB bolong untuk membuatnya, dan bekerja dengan memuaskan.

Sisi Negatif

Karena masih menggunakan SCR, maka hanya bisa beroperasi dengan frekuensi maksimal sekitar 400Hz atau kurang lebih 12.000 rpm (perkiraan kasar). Karena itu, walau tidak terdapat rangkaian limiter , tetap saja keterbatasan SCR membatasi kinerja CDI ini. Walaupun begitu, untuk motor standar harian dengan satu silinder, sepertinya sudah mencukupi

Warning!

Jika SCR bekerja melebihi frekuensi maksimal yang diperbolehkan, maka SCR akan terhubung singkat dan rusak.